一种桶外搅拌混合器及其清洗装置和系统的制作方法

1.本发明具体涉及一种桶外搅拌混合器及其清洗装置和系统。


背景技术：

2.核电站及核领域中产生的中低放射性废液、废树脂，多数采用混合器将水泥等干混料与其搅拌形成水泥固化物进行处置。伴随工业规模处理厂的发展，其所需处理的废液量大、放射性水平高，适宜采用桶外搅拌水泥固化技术。
3.桶外搅拌混合器的工作原理是将水泥与料液在搅拌桶内充分搅拌均匀，达到预定要求后再将水泥浆排出，装入最终固化桶内进行固化及养护处理，混合器经清洗后重复使用。其优点是搅拌均匀、产品性能好、处理能力大、装填系数大(可达95％以上)、对废物的种类适应性强，适用于大批量低、中放废液的处理。缺点是运行中要求对搅拌混合器定期冲洗。
4.搅拌混合器在运行过程中其搅拌桶内壁、顶盖、水泥及料液、加料管口、搅拌桨等部位存在不同程度的沾污。污染累积会影响设备的正常运行，水泥浆下料口处水泥累积对下料口密封面产生影响，从而导致泄漏。在一般清洗方式中，水泥粘污后会凝固并附着于搅拌混合器内壁，普通喷淋方式无法去除；在放射性环境中，不允许人员直接清洁，所以这些清洗方式不合适；同时，因清洗产生的废水具有放射性，处理代价昂贵且增加了放射性废物量。因此，桶外搅拌混合器清洗系统必须满足可远距离操作、清洗彻底、易维修并尽可能的减少清洗水的用量等特殊要求。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种自动、高效、节水的桶外搅拌混合器清洗装置，还相应提供一种具有该装置的系统，以及具有该装置的桶外搅拌混合器。
6.解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
7.本发明提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗装置，包括：搅拌桶清洗机构和下料口清洗机构；
8.所述搅拌桶清洗机构包括第一清洗筒、第一高压管和第一驱动机构，
9.第一清洗筒设于桶外搅拌混合器的搅拌桶上端且与搅拌桶连通，
10.第一高压管的上端用于与高压水源相连，其下端设有第一喷头且位于第一清洗筒内，第一驱动机构与第一高压管传动相连，用于驱动第一高压管下移至第一喷头伸入搅拌桶中，第一喷头用于将经第一高压管传递的高压水喷出，以对搅拌桶的内壁进行清洗；
11.所述下料口清洗机构包括第二清洗筒、第二高压管、第二驱动机构，
12.第二清洗筒设于桶外搅拌混合器的下料口上端且与下料口连通，
13.第二高压管的上端用于与高压水源相连，其下端设有第二喷头且位于第二清洗筒内，第二驱动机构与第二高压管传动相连，用于驱动第二高压管下移至第二喷头伸入下料
口中，第二喷头用于将经第二高压管传递的高压水喷出，以对下料口的内壁进行清洗。
14.可选地，还包括搅拌桨清洗机构，
15.所述搅拌桨清洗机构包括第三高压管和第三驱动机构，第三高压管的上端用于与高压水源相连，其下端设有第三喷头且位于第一清洗筒内，第三驱动机构与第三高压管传动相连，用于驱动第三高压管下移至第三喷头伸入搅拌桶底部，第三喷头用于将经第三高压管传递的高压水喷出，以对搅拌桶底部的搅拌桨进行清洗。
16.可选地，所述第一喷头为自旋转喷头。
17.可选地，所述自旋转喷头的下端连接有水平布置的加长管，所述加长管的两端分设有喷嘴。
18.可选地，第一清洗筒的内壁下部设有可供第一喷头和第二喷头穿过的防尘层，第一清洗筒的内壁上部设有用于对自旋转喷头的喷嘴进行洗刷的清洗部。
19.可选地，第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括伺服电机、丝杠和螺母座，螺母座与相应的高压管固连且与丝杆螺纹连接，伺服电机与丝杆传动相连，用于驱动丝杆旋转，以带动螺母座相对丝杆上下移动。
20.本发明还提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗系统，包括高压水源和上述的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，所述高压水源与第一高压管、第二高压管和第三高压管均通过软管相连，所述软管上设有高压切断阀。
21.本发明还提供一种桶外搅拌混合器，包括搅拌桶、下料口，以及上述的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，所述下料口设于搅拌桶的侧壁上。
22.可选地，所述搅拌桶、第一清洗筒和第二清洗筒均设于一热室内，所述热室的顶板底面开设有第一孔和第二孔，分别供第一清洗筒和第二清洗筒穿过，所述热室的顶板底面开设有第一槽，第一槽与第一孔和第二孔均连通，第一槽内设有与第一槽配合的屏蔽盖板，所述第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均设于屏蔽盖板上，第一高压管、第二高压管和第三高压管均通过贯穿件穿过所述屏蔽盖板。
23.可选地，所述贯穿件包括屏蔽塞、轴套和防尘套，
24.所述轴套套设于相应的高压管上，
25.所述屏蔽盖板上开设有与屏蔽塞对应的通孔，所述屏蔽塞设于相应的通孔内且与屏蔽盖板密封相连，所述屏蔽塞上开设有与相应的轴套对应的通孔，所述轴套滑设于相应的通孔中，
26.所述防尘套设于屏蔽塞上端，其上设有可供相应的高压管穿过的通道。
27.本发明中，通过在搅拌桶及其下料口上端设置清洗筒，并通过驱动机构驱动高压管上下移动，以使高压管下端的喷头在清洗筒和搅拌桶/下料口之间转移，搅拌器工作时，喷头位于清洗筒内，从而解决了清洗系统干扰搅拌器工作的技术难题，且避免了搅拌器工作时污染喷头导致喷头堵塞的问题；搅拌器需要清洗时，喷头下移至搅拌桶/下料口中，通过高压水对搅拌桶和下料口进行冲洗，从而实现了搅拌器的自动、高效、节水清洗。
附图说明
28.图1为本发明提供的带清洗装置的桶外搅拌混合器的结构示意图。
29.图中：1、第二高压管；2、第二屏蔽塞；3、第二喷头；4、第二清洗筒；5、下料口；6、第
一高压管；7、第三高压管；8、第一屏蔽塞；9、屏蔽盖板；10、第一清洗筒；11、搅拌桶；12、第三喷头；13、第一喷头；14、搅拌桨；15、第一伺服电机；16、第一固定板；17、第一丝杆螺母副结构；18、第二伺服电机；19、第二固定板；20、第二丝杆螺母副结构；21、防尘层；22、自清洗摄像头；23、清洗部。
具体实施方式
30.下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.本发明提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗装置，包括：搅拌桶清洗机构和下料口清洗机构；
35.所述搅拌桶清洗机构包括第一清洗筒、第一高压管和第一驱动机构，
36.第一清洗筒设于桶外搅拌混合器的搅拌桶上端且与搅拌桶连通，
37.第一高压管的上端用于与高压水源相连，其下端设有第一喷头且位于第一清洗筒内，第一驱动机构与第一高压管传动相连，用于驱动第一高压管下移至第一喷头伸入搅拌桶中，第一喷头用于将经第一高压管传递的高压水喷出，以对搅拌桶的内壁进行清洗；
38.所述下料口清洗机构包括第二清洗筒、第二高压管、第二驱动机构，
39.第二清洗筒设于桶外搅拌混合器的下料口上端且与下料口连通，
40.第二高压管的上端用于与高压水源相连，其下端设有第二喷头且位于第二清洗筒内，第二驱动机构与第二高压管传动相连，用于驱动第二高压管下移至第二喷头伸入下料口中，第二喷头用于将经第二高压管传递的高压水喷出，以对下料口的内壁进行清洗。
41.本发明还提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗系统，包括高压水源和上述的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，所述高压水源与第一高压管、第二高压管和第三高压管均通过软管相连，所述软管上设有高压切断阀。
42.本发明还提供一种桶外搅拌混合器，包括搅拌桶、下料口，以及上述的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，所述下料口设于搅拌桶的侧壁上。
43.实施例1：
44.如图1所示，本实施例提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗装置，包括：搅拌桶清
洗机构和下料口清洗机构；
45.搅拌桶清洗机构包括第一清洗筒10、第一高压管6和第一驱动机构，
46.第一清洗筒10设于桶外搅拌混合器的搅拌桶11上端且与搅拌桶11连通，
47.第一高压管6的上端用于与高压水源相连，其下端设有第一喷头13且位于第一清洗筒10内，第一驱动机构与第一高压管6传动相连，用于驱动第一高压管6下移至第一喷头13伸入搅拌桶11中，第一喷头13用于将经第一高压管6传递的高压水喷出，以对搅拌桶11的内壁进行清洗；
48.下料口清洗机构包括第二清洗筒4、第二高压管1、第二驱动机构，
49.第二清洗筒4设于桶外搅拌混合器的下料口5上端且与下料口5连通，
50.第二高压管1的上端用于与高压水源相连，其下端设有第二喷头3且位于第二清洗筒4内，第二驱动机构与第二高压管1传动相连，用于驱动第二高压管1下移至第二喷头3伸入下料口5中，第二喷头3用于将经第二高压管1传递的高压水喷出，以对下料口5的内壁进行清洗。
51.由此，通过在搅拌桶11及其下料口5上端设置清洗筒，并通过驱动机构驱动高压管上下移动，以使高压管下端的喷头在清洗筒和搅拌桶11/下料口5之间转移，搅拌器工作时，喷头位于清洗筒内，从而解决了清洗系统干扰搅拌器工作的技术难题，且避免了搅拌器工作时污染喷头导致喷头堵塞的问题；搅拌器需要清洗时，喷头下移至搅拌桶11/下料口5中，通过高压水对搅拌桶和下料口进行冲洗，从而实现了搅拌器的自动、高效、节水清洗。
52.搅拌时，喷头位于清洗筒内，能够有效避免水泥粉尘和飞溅的水泥浆粘污喷头，且利用射流的反射原理，能够实现喷头喷嘴的自清洗，清洗水流入搅拌桶内，经下料口排出。
53.本实施例中，还包括搅拌桨清洗机构，
54.搅拌桨清洗机构包括第三高压管7和第三驱动机构，第三高压管7的上端用于与高压水源相连，其下端设有第三喷头12且位于第一清洗筒10内，第三驱动机构与第三高压管7传动相连，用于驱动第三高压管7下移至第三喷头12伸入搅拌桶11底部，第三喷头12用于将经第三高压管7传递的高压水喷出，以对搅拌桶11底部的搅拌桨进行清洗。
55.搅拌桶和搅拌桨采用不同的喷头，通过阀组单独控制分别清洗，提高了清洗效果，进一步减少了清洗水的产生。
56.本实施例中，第一喷头13为自旋转喷头。自旋转喷头依靠高压水产生的离心力实现旋转，完成搅拌桶11桶壁及桶盖的覆盖及清洗操作，从而减少了喷头旋转时的驱动能耗。
57.本实施例中，自旋转喷头的下端连接有水平布置的加长管，加长管的两端分设有喷嘴。由此能够缩短喷嘴与桶壁间距，提高清洗效果，减少清洗水产生。
58.本实施例中，第一清洗筒10的内壁下部设有可供第一喷头13和第二喷头3穿过的防尘层21，第一清洗筒10的内壁上部设有用于对自旋转喷头的喷嘴进行洗刷的清洗部23。本实施例中，清洗部23为一螺旋状的螺纹带。
59.本实施例中，第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均包括伺服电机、丝杠和螺母座，螺母座与相应的高压管固连且与丝杆螺纹连接，伺服电机与丝杆传动相连，用于驱动丝杆旋转，以带动螺母座相对丝杆上下移动。
60.喷头上下移动行程由丝杆螺母副驱动机构精准地实现喷头任意行程控制，可根据清洗要求任意调节喷头的清洗区域。
61.本实施例中，第一高压管6和第二高压管7共用一套驱动机构，可节约占地空间。该共用驱动机构包括第一伺服电机15，以及传动连接第一伺服电机15和高压管的第一丝杆螺母副结构17。第一高压管6和第二高压管7均通过第一固定板16与第一丝杆螺母副结构17的螺母座固连。第二驱动机构包括第二伺服电机18，以及传动连接第二伺服电机18和第二高压管1的第二丝杆螺母副结20。第二高压管1通过第二固定板19与第二丝杆螺母副结构20的螺母座固连。
62.此外，搅拌桶11的上盖设置了自清洗摄像头22，可实现远距离观察搅拌桶11桶内粘污情况，以实现对搅拌桶的精准清洗，进一步减少清洗水的产生。
63.采用本实施例的清洗装置清洗桶外搅拌混合器的过程如下：搅拌混合器搅拌完成并排出水泥浆后，先启动下料口清洗机构清洗下料口5，产生的清洗水排至下料口5处的废物桶内；再启动搅拌桶清洗机构清洗搅拌桶11内部，每次排料后先用自旋转喷头清洗水泥浆液面及以上桶壁；再采用自旋转喷头反复上下移动清洗水泥浆液面以下桶壁，最后采用搅拌桨清洗机构清洗搅拌桨。
64.具体地：
65.根据需要定期进行下料口清洗。进行下料口5清洗，此时第二喷头3位于第二清洗筒4内；第二伺服电机18驱动第二丝杆螺母副结20上的第二喷头3向下移动，直至下料口5内部，开始对下料口5进行清洗；随后第二伺服电机18反转，第二喷头3向上移动至第二清洗筒4内，完成第二喷头3的自清洗，清洗产生的废液通过下料口5排入固化桶内。
66.根据需要不定期进行桶壁和上盖清洗，此时第一喷头13和第三喷头12位于第一清洗筒10内；第一喷头13通过防尘层向下移动，直至搅拌桶11内部水泥浆液面以下特定位置，在高压水冲击下喷头自动旋转，随后第一伺服电机15反转，第一喷头13向上移动，进行桶壁、上盖和防尘层下部的清洗操作，直至第一喷头13回到第一清洗筒10，通过高压水反射完成喷头自清洗，产生的废液留在搅拌桶11内。
67.定期清洗搅拌桨14和水泥浆液面以下桶壁时，第三喷头12位于第二清洗筒4内；伺服电机15驱动第三喷头12通过防尘层21向下移动，直至搅拌桶11底部特定位置进行搅拌桨14的清洗；第一伺服电机15反转，第三喷头12向上移动，进行桶壁和上盖的清洗操作，直至第三喷头12回到第二清洗筒4，通过高压水反射完成第三喷头12的自清洗。
68.生产过程中，通过自清洗摄像头22，定期观察搅拌桶内粘污情况。
69.上述清洗装置，结合了水泥浆在搅拌混合内的粘污特点以及生产流程，能够针对不同部位的不同粘污情况，采取独立操作、分段清洗的方法，保证清洗效果，减少清洗水的产生。
70.自清洗摄像头能够更加直观观察搅拌混合器内部清洗以及粘污情况，有助于在生产过程中对清洗系统相关清洗参数进行相应调整，进一步提高了清洗效果。
71.实施例2：
72.本实施例提供一种用于桶外搅拌混合器的清洗系统，包括高压水源和如实施例1的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，高压水源与第一高压管6、第二高压管1和第三高压管7均通过软管相连，软管上设有高压切断阀。
73.实施例3：
74.继续参阅图1，本实施例提供一种桶外搅拌混合器，包括搅拌桶11、下料口5，以及
实施例1的用于桶外搅拌混合器的清洗装置，下料口5设于搅拌桶11的侧壁上。
75.本实施例中，搅拌桶11、第一清洗筒10和第二清洗筒4均设于一热室内，热室的顶板底面开设有第一孔和第二孔，分别供第一清洗筒10和第二清洗筒4穿过，热室的顶板底面开设有第一槽，第一槽与第一孔和第二孔均连通，第一槽内设有与第一槽配合的屏蔽盖板9，第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构均设于屏蔽盖板9上，第一高压管6、第二高压管1和第三高压管7均通过贯穿件穿过屏蔽盖板9。
76.驱动机构的伺服电机通过支架固定于屏蔽盖板9的上表面。
77.喷头驱动系统设置于热室外部，设置屏蔽装置，方便日常维护，在喷头故障情况下可提出进行维修。
78.本实施例中，贯穿件包括屏蔽塞、轴套和防尘套，
79.轴套套设于相应的高压管上，
80.屏蔽盖板9上开设有与屏蔽塞对应的通孔，屏蔽塞设于相应的通孔内且与屏蔽盖板9通过静密封元件密封相连，实现搅拌工位处的密封；屏蔽塞上开设有与相应的轴套对应的通孔，轴套滑设于相应的通孔中，轴套与屏蔽塞通孔内壁之间设置动密封元件，实现搅拌混合器相对热室外密封。
81.防尘套设于屏蔽塞上端，其上设有可供相应的高压管穿过的通道。
82.具体地，第一高压管6和第三高压管7共用一个第一屏蔽塞8。第二高压管1单用第二屏蔽塞2。
83.第一清洗筒10的下端与搅拌桶11相连，其上端与屏蔽塞压接。屏蔽塞压紧第一清洗筒顶部的法兰端面，中间设置密封件，以实现搅拌混合器的端口密封。
84.喷头上的喷嘴发生堵塞或老化而需要维修时，先断开喷头驱动系统上的管路，松开屏蔽盖板9上部喷头驱动系统支架的固定螺栓，利用吊车提起屏蔽塞，此时喷头与喷头驱动机构一起被提起转运至维修区进行维修。
85.喷头驱动系统经过屏蔽塞将动力导入热室，可实现在热室外维护，降低了维护难度。
86.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。